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研究者らが果蠅の脳を完全にマッピングしたんやて。これってAI開発にとって重要なんやろか？どんな影響があるんやろ？
この動画では、この画期的な成果についての私の簡単な所見をお話しするわ。みなさんのコメントをお待ちしてるし、ぜひFlywire AIのウェブサイトにアクセスして、この脳マップを自分で触ってみてほしいなぁ。
私はチャールズ・サイモンや。長年AIの研究者として、ソフトウェア開発者やマネージャーとして活動してきたんや。AI関連の仕事以外にも、いくつかの神経学的検査機器や神経シミュレーターのソフトウェアを開発してきて、その過程で生物学的ニューロンの能力と限界、そして脳がどのように働いているかについて多くのことを学んできたんやで。
Flywireプロジェクトは、プリンストン大学を中心とした世界規模の研究者たちのコンソーシアムなんや。彼らは果蠅の脳全体のコネクトームをマッピングしたんやけど、コネクトームって何やねんて？簡単に言うと、ニューロンとシナプス結合のマップのことや。ちょうどゲノムが生物のDNAや染色体のマップであるのと同じようなもんやな。
14万個のニューロンと5000万個のシナプスをマッピングするという、この画期的な成果は、1ペタバイト以上のデータを生み出して、果蠅の脳全体を表現してるんや。これは果蠅の脳が「何であるか」を示してるんやけど、つまりシナプスでつながったニューロンのコネクトームってことやな。
これは果蠅の脳が「何をするか」とは区別せなあかんで。それは果蠅の行動を観察することで分かるもんやからな。また、脳が「どのように機能するか」とも区別せなあかん。それは神経シミュレーションから学べるもんやし。特にAI分野にとって興味深いのは、これらの能力を複製できるかどうかってとこやな。
Flywireのコネクトームデータベースは、全てのニューロンを個別に項目化してて、各ニューロンが他のどのニューロンとつながってるかを簡単に調べられるんや。
人工知能の世界は、観察可能な人間の知的行動を複製することで大きな進歩を遂げてきたんやけど、もし人間の脳が内部で「何であるか」や「どのように機能するか」についての詳細を知ることができたら、つまり人間のコネクトームから得られる情報があったら、もっと多くのこと、もっと良いことができるんやないかな。
そうすれば、特定のアプリケーションに必要な機能をコンピューターで複製し、場合によっては人間以上のパフォーマンスに高められるかもしれんのや。
コネクトームを見ると、例えば目の光受容体からのこんな入力信号が、一連の接続を通って流れて、最終的に脳のこの部分に行って、果蠅が向きを変えるっていう行動を引き起こすっていうのが分かるんやけど、その過程で脳がどんな処理をしてるかまでは教えてくれへんのや。
果蠅のコネクトームのデータをニューロンシミュレーターに入れて、果蠅の脳がどのように機能するかをより良く理解できへんかな？そこで、Brain Simulator 2に目を向けて、同じくらいの大きさのニューロンの配列をランダムなシナプスで割り当ててみたんや。
これが Brain Simulator 2 での125,000個のニューロンのシミュレーションの様子やな。これを果蠅の脳を表現するものにするには、誰かがFlywireのコネクトームデータを読み取って Brain Simulator に入力し、さらにシミュレートされた入力と出力デコーダーを作成する必要があるんや。
ニューロンは基本的に電気化学的なスイッチング装置で、それらをつなぐシナプスは、ニューロンから別のニューロンへの信号の流れを処理するんや。ニューロンが協力して働くことで、あらゆるデジタル機能を実行できるし、ニューロンシミュレーターはこれらのプロセスを望むだけの精度でシミュレートできるんや。
Flywireのコネクトームをシミュレートすることで学べることがいくつかあるんやけど、バックプロパゲーションのようなものは見つからへんやろうけど、代わりに生物学的な脳がどのように学習するかを発見できるかもしれんのや。
果蠅が学習できるってことは分かってるんやけど、個人的には、果蠅は5000万個のシナプス数に比べてそれほど多くのことを学習せえへんと思うんや。成虫の果蠅は約10日間の発生期間を経て、完全に形成された脳で出現するんやけど、寿命が6週間ほどやから、そんなに多くのことを学習する時間がないんやな。
果蠅の脳の構造は、主に果蠅のDNAによって定義されてるんや。果蠅のゲノムはわずか33メガバイトで、その一部だけが脳を定義してるから、DNAが全ての接続を明示的に定義することは不可能なんや。だから、全体的な構造を定義して、ニューロンとシナプスが少数の一般的なルールに従って成長するんやと考えられるんや。
人間の脳も、全体的には同じルールに従って発達する可能性があるんやで。
果蠅を小さな自律ロボットと考えると、その脳や制御システムは驚くほど高性能やと言えるんやないかな。
この果蠅の研究は、人間の脳について何を教えてくれるんやろか？人間と果蠅のニューロンには、多くの同じ神経伝達物質を使用し、同様の基本構造と発達プロセスを示すなど、重要な類似点があるんや。これが、果蠅を人間の脳機能を細胞レベルで研究するための貴重なモデル生物にしてるんやな。
だから、果蠅と人間の間には明らかな規模と複雑さの違いがあるけど、この研究は人間の脳がどのように機能するかについて多くのことを教えてくれるはずやで。
果蠅の脳には14万個のニューロンがあるのに対して、人間の脳には860億個のニューロンがあるんや。これは50万倍以上の差やな。
これは、人間のコネクトームを作るのに50万倍の時間がかかるってわけやないけど、ヒトゲノムプロジェクトと同じように、人間のコネクトームプロジェクトが軌道に乗るにつれて指数関数的な加速が期待できるはずや。でも、これは今後5年以内に人間のコネクトームプロジェクトが完了するとは思えへんってことやな。
でも、完成したら、脳がどのように機能するかだけでなく、人々がどのようにして脳を最大限に活用できるかについても多くのことを教えてくれるはずや。
果蠅の行動を複製することは、まだ私たちの人工知能の能力を超えてるんや。果蠅は自分で餌を見つけ、環境を移動し、果物に卵を産んで繁殖することができる。私たちのAIはまだそこまでできへんし、それに私たちはむしろ人間の行動を複製することに興味があるんやしな。
果蠅を複製することの商業的価値ははっきりしてへんのや。だって、果蠅はたくさんの間違いを犯すけど、それを数千の子孫を作ることで補ってるからな。
果蠅の脳をシミュレートすることで、将来的に人間の脳のコネクトームを構築したときに何を期待できるかについて、多くのことを教えてくれるはずやで。
最後に、人間の脳のコネクトームが1、2年以内に完成すると期待すべきやないってことやな。
この動画では、ほんの表面をなぞっただけや。説明にあるリンクからBrain Simulator 2プロジェクトをGitHubからダウンロードできるし、Future AI Societyに参加して、毎月のオンラインミーティングに参加したり、人工知能の未来の基礎となるこのソフトウェアの開発に参加したりすることもできるんや。
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いつも見てくれてありがとうな。
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